MANYETİK KUVVET

11. sınıflar ve lys fizik konusu. Manyetik alan kavramı ve düzgün bir manyetik alanda akım taşıyan iletken bir tele etki eden kuvvet. Manyetik kuvvetin yönünün bulunması. Konu anlatımı.


Manyetik Alan Kavramı


Mıknatıslar demir, nikel, kobalt gibi maddeleri kendilerine çekerler. Bu olay, bu maddelere bir kuvvetin etki ettiğini gösterir. Bu olayda mıknatısın demir, nikel gibi maddelere uyguladığı kuvvet bir manyetik kuvvettir. Bu kuvvet manyetik alan olarak tanımlanır. Manyetik alan mıknatısın çekme veya itme kuvvetinin etkili olduğu alandır ve bu alana konulan demir, nikel, kobalt gibi maddeleri kendisine doğru çeker. Yine bu alana başka bir mıknatısın aynı kutbu girdiğinde iterken, zıt kutbu ile bu manyetik alana girerse kendisine doğru çeker.

Manyetik alanı göstermek için kullanılan çizgiler kuvvet çizgisi veya akı olarak tanımlanır. 

Manyetik Akı

Bir mıknatısta manyetik alan yönünü gösteren kuvvet çizgilerine manyetik akı denir. Manyetik akı mıknatısın N kutbundan S kutbuna doğrudur. Bu kuvvet çizgilerinin sayısı manyetik akının değerini verir.

Elektrik Yüklerinin Oluşturduğu Manyetik Alan

İçerisinde elektrik akımı geçen bir iletkenin çevresinde bir manyetik alan oluşur. Bu iletken bir tel, bir halka veya bir bobin olabilir. Her birinin kendisinden x kadar uzakta oluşturduğu bir manyetik alan kuvveti vardır.

Manyetik Alan İçinde Geçen ve Akım Taşıyan Bir İletkene Etki Eden Kuvvet

Akım taşıyan iletken bir tel düzgün bir manyetik alan çizgilerine dik olarak yerleştirilirse düz telin L uzunluğuna etki eden manyetik alan kuvveti;

F = B.I.L formülü ile bulunur.

Eğer tel manyetik alan çizgileri ile ϑ açısı yaparsa manyetik kuvvet formülü;

F = B.I.L .sinϑ şeklinde olur.

F: Manyetik kuvvet

B: Manyetik alan şiddeti

I: Akım şiddeti

L: manyetik alanın etki ettiği uzunluk


Manyetik Kuvvet1

Tel manyetik alana dikse, tele etkiyen manyetik kuvvet;

F = B.I.L olur.

Manyetik Kuvvet2


Tel, manyetik alan ile α açısı yapıyorsa tele etkiyen manyetik kuvvet;

F = B.I.L.sinα olur.


Manyetik kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunur. Sağ elin başparmağı akım yönünü, diğer dört parmak ise manyetik alan yönünü gösterecek şekilde tutulursa avuç içi manyetik kuvvetin yönünü gösterir.

Manyetik Kuvvetin Yönünü Bulmak

Manyetik Kuvvet3


Yukarıdaki şekilde manyetik alan yönü sayfa düzleminden içe doğrudur. Sağ elin dört parmağını sayfaya dik tutar, başparmağımızı akım yönünü gösterecek şekilde ayarlarsak avuç içi vücudumuzun sol tarafına bakacaktır. Daha kolay bir anlatımla elinizin dört parmağını dik olarak ekrana uzatır, başparmağınızı akım yönünü gösterecek şekilde ekranın üst kısmına doğru uzatırsanız, avuç içiniz ekranın sol tarafına bakacaktır. Bu şekilde manyetik kuvvetin yönü kolayca bulunabilir.

Aşağıdaki şekilde manyetik alan yönü sayfa düzleminden dışa doğrudur.

Manyetik Kuvvet4


Manyetik kuvvetin yönünü bulmak için bu kez sağ elinizin dört parmağını kendinize doğru uzatın. Başparmağınızı akım yönünü gösterecek şekilde ekranın sağ tarafına konumlandırırsanız avuç içiniz yere doğru bakacak ve manyetik kuvvetin yönünü gösterecektir. Bu şekilde manyetik kuvvetin yönü bulunmuş olur.

Aşağıda başka bir örnek görülmektedir.

Manyetik Kuvvet5


Yukarıdaki şekilde sağ elinizin dört parmağını ekrana doğru uzatır ve başparmağınızı akım yönünü gösterecek şekilde konumlandırırsanız avuç içiniz bu kez ekranın yukarı tarafını gösterecektir. Öyleyse manyetik kuvvet yukarı yönlüdür.

Burada kolayca anlaşılsın diye ekranı örnek verdim. Ekran yerine sayfa da kullanabilirsiniz. Kitaplarda genellikle sayfa düzlemi üzerinde anlatılır.

Örnek:

Manyetik Kuvvet6


Şekilde 15 cm uzunluğunda iletken bir tel 12.10-3 Tesla şiddetindeki bir manyetik alan içinde bulunmaktadır. Telden geçen akım 20 A olduğuna göre tele etki eden manyetik kuvvetin şiddetini ve yönünü bulunuz.

Çözüm:

Manyetik kuvvetin büyüklüğünü veren formül,

F = B.I.L şeklindedir. Değerleri formülde yerine koyarsak,

F = 12.10-3 . 20.0,15

F = 36 . 10-3 N dur.


Manyetik alan yönünü bulmak için sağ elimizin dört parmağını ekrana doğru uzatır ve başparmağını akım yönünü gösterecek şekilde konumlandırırsak, avuç içimiz +x yönünü gösterecektir. Öyleyse manyetik kuvvetin yönü +x doğrultusundadır.



Örnek:

Manyetik Kuvvet7


Şekilde 25 cm uzunluğundaki tel manyetik alan şiddeti 8.10-1 T olan düzgün bir manyetik alanda bulunmaktadır. Telden geçen akım şiddeti 6 A olduğuna göre, tele etki eden manyetik kuvvetin şiddetini ve yönünü bulunuz.

Çözüm:

Tele etki eden manyetik kuvvet,

F = B.I.L

F = 8.10-4 . 6.0,25

F = 12.10-1 N 

F = 1,2 N olarak bulunur.


Manyetik alanın yönünü bulmak için sağ elin dört parmağını ekrandan kendinize doğru uzatır ve başparmağınızı akım yönünde konumlandırırsanız avuç içiniz +y yönünü gösterecektir. Öyleyse manyetik kuvvetin yönü +y yönündedir.


Yüklü Taneciğe Etki Eden Manyetik Kuvvet

Manyetik Akı Kavramı



SANATSAL BİLGİ

14/03/2017

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI